一种基于修正梁理论的复合材料I型分层桥联律确定方法技术

本发明专利技术涉及一种基于修正梁理论的复合材料I型分层桥联律确定方法，包括以下步骤：(1)开展复合材料层合板I型分层试验，测得其P‑δ曲线；(2)建立I型载荷下试样的二维修正梁力学模型；(3)将P‑δ曲线、材料基本属性、几何尺寸输入上述模型计算程序，在Matlab软件进行迭代计算，确定分层长度a、初始裂尖张开位移δ

A method to determine the composite I-type layered bridge law based on the modified beam theory

【技术实现步骤摘要】
一种基于修正梁理论的复合材料I型分层桥联律确定方法
本专利技术涉及复合材料层合板在I型载荷作用下分层扩展过程中桥联律的确定，适用于航空航天飞行器结构中广泛采用的树脂基复合材料层合板。
技术介绍
由于纤维增强复合材料具有较高的比强度、比刚度、耐腐蚀等优良的力学特性，它们在航空航天结构中被广泛使用。但是由于其层间性能较弱，极易发生分层现象，导致结构在没有任何外部征兆的情况下发生严重破坏。因此，准确模拟纤维增强复合材料分层行为在结构设计中至关重要。然而纤维增强度和材料在发生分层时往往伴随着大尺度纤维桥联，纤维桥联的存在使得其裂纹尖端应力分布异常复杂，要想准确模拟复合材料层合板分层行为必须对纤维桥接引起的桥联应力分布做详细的研究。现有的确定I型载荷下复合材料层合板桥联律的方法主要包括三类：(1)光纤光栅传感器法。在层合板裂尖附近分布光纤光栅传感器，用来测量裂尖附近的应变场，然后建立DCB试样的二维模型，假定一个初始的桥联应力分布，通过不断进行数值优化计算来确定桥联律。这种该方法尽管精确但是不易操作，光纤的嵌入会破坏层合板结构，进而对其应变分布产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于修正梁理论的复合材料I型分层桥联律确定方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤A，开展复合材料层合板I型分层试验，测得其P-δ曲线，实现过程是：/n(A1)根据试验测试标准设计并加工特定铺层下的DCB试样，在DCB试样一侧预制裂纹，预制裂纹长度根据可以根据研究需要确定。/n(A3)利用快速装卡铰链夹具将DCB试样装卡到MTS试验机上，装卡完毕后尽可能保证试样处于平直状态，不得出现任何扭曲。/n(A3)将试验机调成位移控制模式，以0.1mm/min的加载速率开展DCB静力拉伸试验，在试验过程中由试验机控制程序记录试样的P-δ数据。/n步骤B，建立I型载荷下试样的二维修正梁力学模型，实现...

【技术特征摘要】
1.一种基于修正梁理论的复合材料I型分层桥联律确定方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤A，开展复合材料层合板I型分层试验，测得其P-δ曲线，实现过程是：
(A1)根据试验测试标准设计并加工特定铺层下的DCB试样，在DCB试样一侧预制裂纹，预制裂纹长度根据可以根据研究需要确定。
(A3)利用快速装卡铰链夹具将DCB试样装卡到MTS试验机上，装卡完毕后尽可能保证试样处于平直状态，不得出现任何扭曲。
(A3)将试验机调成位移控制模式，以0.1mm/min的加载速率开展DCB静力拉伸试验，在试验过程中由试验机控制程序记录试样的P-δ数据。
步骤B，建立I型载荷下试样的二维修正梁力学模型，实现过程是：
(B1)基于修正梁理论，将DCB试验I型分层问题简化为二维力学模型；
(B2)基于经典层合板理论和Timoshenko梁理论对DCB试样进行力学分析，得出其在I型载荷作用下，试样柔度C、能量释放率GIc以及初始裂尖张开位移δ*的表达式，一般情况下，它们是外载P与试样分层长度a的函数。
(B3)利用Ma...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽滨，曹天成，马晨曦，骈瑢，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11